JP4593809B2 - Piezoelectric device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電デバイス、特に移動体通信機器等に使用される圧電振動子やICチップなどからなる圧電デバイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の圧電デバイスの一例である水晶発振器は、図6〜図7に示すような構造が既に知られていた(特開2000−278047参照)。
【0003】
この水晶発振器51は、両面にキャビティを有するセラミックパッケージ52、水晶振動子53、導電性接着部材54、平板状基板57、ICチップ58とから主に構成されている。
水晶振動子53は、短冊状の水晶基板53aの両主面に励振電極53bが被着されている。また、水晶基板53aの一方の短辺側に、各励振電極から延出する引き出し電極53cが被着されていた。
【0004】
セラミックパッケージ52は、アルミナ等の誘電体基板521a、521bを積層してなり、その積層方向の一方主面にキャビティ520aを形成するためのシールリング523が形成されている。一方のキャビティ520aには底面に形成された電極パッド524に、引き出し電極53cを載置するように水晶振動子53が収容され、導電性接着部材54により固定・接続されてシールリング523に金属製蓋体56がシーム溶接されることによりキャビティ520aが気密封止されている。
【0005】
また、他方のキャビティ520bの開口端面には前述の水晶振動子53が引き出し電極53cにて接続される電極パッド524から導出される電極パッドやGNDに接続される電極パッドが形成されている。
【0006】
以上のようにしてセラミックパッケージ52は横断面がH型となる基板構造(以下、「H型構造」という)を有している。
【0007】
また、平板上基板57上には配線パターンが形成され、ICチップ58やコンデンサーなどの電子部品素子59が搭載され、接続されている。また、ICチップ58や電子部品59上には全体をまとめて被覆するように充填樹脂570が充填される。
【0008】
上述の水晶振動子53及びICチップ58や電子部品素子59は夫々セラミックパッケージ52一方主面内部から他方主面開口端面に形成された所定配線パターン(不図示)や平板上基板上に形成された所定配線パターン(不図示)により接続して発振回路を形成し、平板上基板57下面に形成した外部端子電極571に延出されて構成している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、以下に示すような問題があった。即ち、図6〜図7に示すように、従来の水晶発振器51は、セラミックパッケージ52の底面の誘電体基板521aにシールド効果を持たせるような部材が形成されておらず、内部の水晶振動子53が発振回路からセラミックパッケージ52を介して電磁的影響を受けやすく、また、発振回路自体が外部に電磁的影響を与えやすいため、特性が不安定になる場合があった。
【0010】
本発明は、上述の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、圧電デバイスの圧電振動子と発振回路について個々にシールド効果を高めて発振周波数などの電気特性の安定させて信頼性を向上させることが可能であり、量産性を向上させて歩留まりも改善することができる圧電デバイスを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの態様によれば、圧電デバイスは、一方主面にキャビティを形成してなる矩形状の容器と、前記キャビティ底面に形成した複数の電極パッドと、該電極パッドに接続する一対の励振電極が形成された圧電振動子と、前記キャビティを封止する金属製蓋体とを有した圧電振動子搭載基板と、一方主面にキャビティを形成してなる矩形状の容器と、前記キャビティ底面に形成した内部配線と、該内部配線に接続し、かつ前記圧電振動子を駆動させる電子部品とを有した発振回路基板とからなり、前記圧電振動子搭載基板の一方主面側と前記発振回路基板の一方主面側を互いに電気的、かつ機械的に接続すると共に、前記金属製蓋体をアース電位に接続させており、前記圧電振動子搭載基板の前記容器が、リング状の第1の基板と、前記第1の基板より内周が大きく幅の狭いリング状の第2の基板とを含んでいるとともに、前記発振回路基板が、前記第2の基板より内周が小さく幅の広いリング状の第3の基板を含んでおり、前記金属製蓋体が、前記第2の基板によって囲まれているとともに、前記第1の基板と前記第3の基板の間に位置している。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧電デバイスを図面に基づいて詳説する。
図1は本発明の圧電デバイスの側断面図を示し、図2(a)は圧電デバイスに用いられる水晶振動子搭載基板だけの側断面図であり、(b)は発振回路基板だけの側面図、図3はその水晶振動子の金属製蓋体を省略した上面図及び下面図、図4は圧電デバイスに用いられる発振回路基板の上面図及び下面図を示す。
なお、以下の説明において、圧電デバイスとして水晶発振器を用いるが、その中で、温度補償型水晶発振器に使用した例で説明する。また、本発明の圧電デバイスとしては、水晶発振器の他の圧電セラミック基板、単結晶圧電基板を用いた圧電振動子や圧電振動子により構成される圧電デバイスも含むものである。
【0017】
本発明の水晶発振器1は、主に水晶振動子を搭載する容器状の水晶振動子搭載基板2とICチップ8や電子部品9が収容される容器状の発振回路基板7及び金属製蓋体6から構成されている。
【0018】
水晶振動子搭載基板2は平板状の誘電体基板21と誘電体基板21の周囲に周設されたリング状の誘電体基板22及び誘電体基板22より内周が大きく幅の狭いリング状の誘電体基板23が誘電体基板22の上面外周部に積層され形成されており、また、誘電体基板22の上面内周部表面には封止用導体221が被着形成されている。
【0019】
積層される誘電体基板21及び誘電体基板22、23の層間には図示しない内部配線パターン及びセラミック基板を厚み方向に貫くビアホール導体が形成されており、この内部配線パターン及びビアホール導体により、電極パッド24、24は図3(a)に示す水晶振動子搭載基板2の開口端面上部に形成された水晶振動子導出用電極232、232にビアホール導体236を介して導出される。
【0020】
また、図3(a)に示す水晶振動子搭載基板2の容器側壁の上面で開口端面角部には発振回路導出電極234が形成されており、発振回路導出電極234は、水晶振動子搭載基板2の裏面の4隅に形成する表面実装用の端子電極26、26、26、26に夫々端面を介して接続されている。233はアース電極であり、誘電体基板22上面内周寄りに周回して形成される封止用導体221と接続されている。
【0021】
封止用導体膜221はタングステンまたはモリブデンなどのメタライズ層が被着形成され、さらに、その表面にNi、Auメッキ処理されて形成されている。また、水晶振動子導出用電極232、232、アース電極などの電極パッド233、234は導電性樹脂ペーストの焼き付けにより形成した後、メッキ処理によりNiを形成し、さらに上面にAuメッキが形成される。
【0022】
水晶振動子3は所定結晶軸でカット(ATカット)された短冊状の水晶基板30と、水晶基板30の両主面に形成される一対の励振電極31、31と、励振電極31、31から水晶基板30の一方の端部に延びる引き出し電極32とからなる。このような励振電極31及び引き出し電極32は、水晶基板30の上面及び下面に、所定形状のマスクを配置して蒸着やスパッタ等の手段を用いてAu、Ag、Crなどにより形成されている。
金属製蓋体6は、例えばFe−Ni合金(42アロイ)やFe−Ni−Co合金(コバール)などからなる金属板であり、少なくとも接合面側にろう材層が形成されており、ろう材層は、例えば、Au合金、Sn、半田、アルミニウム合金などが例示できる。また、ろう材層が形成されていない面にはNiやAuなどのメッキ層が形成されている。金属製蓋体6はキャビティ20内に窒素ガス等を注入したり、真空で封止用導体膜221とともにシーム溶接することで気密的に封止する。
【0023】
発振回路基板7は誘電体基板71と誘電体基板71の周囲に周設された誘電体基板72が積層され形成されている。
【0024】
積層される誘電体基板71及び誘電体基板72の層間には内部配線パターン725が形成されており、この内部配線パターン725により、ICチップ8及び電子部品素子9は発振回路基板7の回路を構成し、内部配線パターンの一部が引き出されてリング状セラミック層72の開口上面に形成した電極パッド722、723、724に導出接続される。誘電体基板72から誘電体基板71にかけて複数のアース電極724に接続される端面電極727が形成されている。
【0025】
また、発振回路基板7の開口と反対側の面には略全面にアース電極73が形成されており、容器周囲上面に形成したアース電極723に接続されている。また、開口部に形成される電極パッド722、724、アース電極723は水晶振動子搭載基板2開口上面の水晶振動子導出電極234、水晶振動子導出用電極232や電極パッド233に接続される。
【0026】
ICチップ8は水晶振動子3を励振させるための回路が集積された回路部品であり、発振回路基板7のキャビティ底面に形成されたIC接続用電極(図示しない)に、例えばAuバンプ7aを介してフリップチップなどの工法にて接続されている。具体的には、ICチップ7の接続は、Auバンプ7aとなるAgペーストを接着または超音波による融着して接合される。また、図1に示すようにICチップ8を覆う熱硬化製樹脂74を形成しても良く、セラミック基板71のキャビティ底面とICチップ裏面との間に少なくとも熱硬化性樹脂74を充填しても良い。この熱硬化性樹脂74が加熱硬化することでICチップ8と発振回路基板7との接合強度の面で補強される。熱硬化製樹脂74としては、例えばエポキシ系の樹脂が用いられる。
【0027】
さらに、水晶振動子搭載基板2と発振回路基板7は互いに開口が向かい合うように配置され、硬化されて導電性接着部材となるような導電性樹脂ペーストなどを用いて、接続されるのだが、水晶振動子導出用電極232、232と電極パッド722、722、更には電極パッド233、234と電極パッド723、724が対応するように配置され、夫々が接続される。
【0028】
このようにして、水晶振動子搭載基板2と発振回路基板7の夫々シールドされた容器が接続され、水晶発振器を形成することによって、シールド効果を高めた水晶発振器が達成された。
【0029】
また、他の例としては、図5に示すように水晶振動子搭載基板2のキャビティ120と反対側の面にアース電極125を略全面に形成し、一方、発振回路基板用容器17のキャビティと反対側の面に電極パッド176を形成し、全体として図1〜図4に示した例に対して上下の主面が逆に位置するように形成してもよい。
上述の水晶振動子搭載基板2と発振回路基板7の開口端面の電気的・機械的な接続は、硬化されて導電性接着部材となる導電性樹脂ペースト(不図示)により行われている。
【0030】
上述の水晶発振器1は以下のようにして製造される。
まず、短冊状の水晶基板3を準備する。次に、水晶基板30の両主面に励振電極31を形成し、水晶基板30の両面に励振電極31から導出された引き出し電極32を形成し、水晶振動子3を作製する。
【0031】
次に、一方主面にキャビティ20を形成し、底面、即ち、誘電体基板21の一方主面に一対の電極パッド24、24をメッキ処理により形成した水晶振動子搭載基板2を準備する。尚、該水晶振動子用容器は、誘電体基板21の一方主面内に誘電体基板22、23が積層され、誘電体基板22の内周寄り上面には封止用導体膜221が形成され、さらに他方の誘電体基板23は上面に232、233、234などの電極パッドが形成されている。
【0032】
次に、電極パッド24、24に、例えば、硬化して導電性接着部材4となる導電性樹脂ペーストをディスペンサーなどで供給・塗布する。この時、供給された導電性樹脂ペーストは、概略半球状に全体盛り上がった形状となる。
【0033】
そして、水晶振動子3の引き出し電極32、32が当接するように導電性樹脂ペーストに載置する。次に、導電性樹脂ペーストを硬化して、セラミックパッケージ2と水晶振動子3とを熱により硬化させて接合固定する。
【0034】
次に、水晶振動子3の周波数調整を行う。具体的には、水晶振動子搭載基板2の開口端面に形成された電極パッド232、232に発振周波数測定用の電極パッド(図示しない)を形成しておき、電源電圧、グラウンド及び周波数測定用プローブを接続し、水晶振動子3を発振させた状態で、水晶振動子3の励振電極上にAg蒸着やイオンガンなどにより励振電極の質量の増減を行うことにより、発振周波数の調整を行う。
次に、N2やHeなどの所定雰囲気中で封止用導体膜221上に金属製蓋体6を接合面が下向きになるように載置し、両者をシーム溶接にて封止する。
次に、発振回路基板7の一方主面にICチップ8の実装を行う。具体的には、まずICチップ8に形成したAuバンプ(図示しない)とセラミック基板71の主面上に形成した電極パッド(図示しない)とを対応する位置に位置決めして載置する。その後、ICチップ8にAgペーストによる接着や超音波による融着などにより互いに接合させる。
次に、ICチップ8を覆うようにエポキシ系の熱硬化性の樹脂74を充填し、加熱・硬化させる。
【0035】
最後に水晶振動子搭載基板2と発振回路基板7の夫々の開口が対向するように配置し、電極パッド232、232と電極パッド722、722及び電極パッド233、234及び電極パッド723、724が対応する位置に位置するような状態で、硬化されて導電性接着部材となる導電性樹脂ペーストなどを用いて、水晶振動子搭載基板2と発振回路基板7を接続し、加熱することにより硬化する。
【0036】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、圧電搭載基板と発振回路基板の各容器のキャビティ側開口を互いに向き合うように接続させることにより、圧電振動子を搭載する圧電振動子搭載基板と発振回路基板の間に、圧電振動子を気密封止するための金属製蓋体が介在されることになり、その金属製蓋体がアース電位に接続されているので、圧電振動子を駆動させる電子部品と圧電振動子はシールドされることになる。これにより、簡単な構成で圧電振動子を駆動させる電子部品から発生した電磁波が圧電振動子へ干渉するのを阻止することができ、信頼性が増した圧電デバイスが提供できる。
【0037】
また、本発明では各容器のキャビティ側開口を互いに向き合うように接続させているので、キャビティの境はシールド電極である金属製蓋体のため露出した電極を配置しない構造にできるから浮遊容量の発生をすることがない。
【0038】
また、圧電振動子搭載基板の容器の側壁上面に前記電極パッドから接続された第1接続電極を露出させ、また、前記発振回路基板の容器の側壁上面に前記内部配線から接続された第2接続電極が形成されており、かつ、前記圧電振動子搭載基板と発振回路基板との接続は、前記第1接続電極と第2接続電極が対面して当接させた構成をとることにより、圧電搭載基板と発振回路基板の各容器キャビティ側開口を互いに向き合うように接続させるだけで電気的・機械的接続とシールド効果を同時に達成することができ、量産性が増して歩留まりの改善を図ることができる。
【0039】
さらに、本発明では各容器のキャビティ側開口を互いに向き合うように接続させているので、メイン基板に圧電デバイスを搭載したときに、その表面は外部からの電磁的影響を受けやすくなるが、本発明では、圧電デバイスを搭載するメイン基板の表面は必ずアース電極で覆われることになるため、金属製蓋体がアース電位に接続して内部の電子部品からの電磁的干渉を防止するとともに、上述の外部からの電気的干渉をアース電極でシールドさせることができ、信頼性の高い圧電デバイスが提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧電デバイスの側断面図である。
【図2】(a)は圧電デバイスに用いられる水晶振動子搭載基板だけの側断面図であり、(b)は発信回路基板だけの側面図である。
【図3】(a)は本発明の圧電デバイスに用いられる水晶振動子の蓋体を省略した上面図であり、(b)は本発明の圧電デバイスに用いられる水晶振動子の下面図である。
【図4】(a)は本発明の圧電デバイスに用いられる発振回路基板の上面図であり、(b)本発明の圧電デバイスに用いられる発振回路基板の下面図である。
【図5】本発明の圧電デバイスの他の例を示した側断面図である。
【図6】従来の圧電デバイスの分解しての側断面図である。
【図7】従来の圧電デバイスの蓋体を省略した上面図である。
【符号の説明】
1・・・水晶発振器
2・・・水晶振動子搭載基板
20・・・キャビティ
21・・・誘電体基板
221・・・封止用導体膜
24・・・外部端子電極
3・・・水晶振動子
30・・・水晶基板
4・・・導電性接着部材
6・・・金属製蓋体
7・・・発振回路基板
73・・・アース電極
8・・・ICチップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric device, and more particularly to a piezoelectric device composed of a piezoelectric vibrator or an IC chip used for mobile communication equipment or the like.
[0002]
[Prior art]
As for a crystal oscillator as an example of a conventional piezoelectric device, a structure as shown in FIGS. 6 to 7 has already been known (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-278047).
[0003]
The crystal oscillator 51 is mainly composed of a ceramic package 52 having a cavity on both sides, a crystal resonator 53, a conductive adhesive member 54, a flat substrate 57, and an IC chip 58.
In the quartz resonator 53, excitation electrodes 53b are attached to both main surfaces of a strip-like quartz substrate 53a. Further, an extraction electrode 53c extending from each excitation electrode was attached to one short side of the quartz substrate 53a.
[0004]
The ceramic package 52 is formed by stacking dielectric substrates 521a and 521b such as alumina, and a seal ring 523 for forming a cavity 520a is formed on one main surface in the stacking direction. In one cavity 520 a, a crystal resonator 53 is accommodated in an electrode pad 524 formed on the bottom surface so that a lead electrode 53 c is placed, and is fixed and connected by a conductive adhesive member 54, and is made of metal on a seal ring 523. The cavity 56a is hermetically sealed by the seam welding of the lid 56.
[0005]
Further, on the opening end face of the other cavity 520b, an electrode pad led out from an electrode pad 524 to which the above-described crystal resonator 53 is connected by a lead electrode 53c and an electrode pad connected to GND are formed.
[0006]
As described above, the ceramic package 52 has a substrate structure (hereinafter, referred to as “H-type structure”) having a H-shaped cross section.
[0007]
Further, a wiring pattern is formed on the flat substrate 57, and an electronic component element 59 such as an IC chip 58 or a capacitor is mounted and connected thereto. Further, the filling resin 570 is filled on the IC chip 58 and the electronic component 59 so as to cover the whole.
[0008]
The above-described crystal resonator 53, IC chip 58, and electronic component element 59 are formed on a predetermined wiring pattern (not shown) formed on one end of the ceramic package 52 from the main surface of the ceramic package 52 or on a flat substrate. An oscillation circuit is formed by connecting with a predetermined wiring pattern (not shown), and is extended to an external terminal electrode 571 formed on the lower surface of the flat plate upper substrate 57.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, there have been the following problems. That is, as shown in FIGS. 6 to 7, the conventional crystal oscillator 51 is not formed with a member that gives a shielding effect to the dielectric substrate 521 a on the bottom surface of the ceramic package 52. 53 is susceptible to electromagnetic influence from the oscillation circuit via the ceramic package 52, and the oscillation circuit itself is likely to have electromagnetic influence on the outside.
[0010]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and its object is to enhance the shielding effect of the piezoelectric vibrator and the oscillation circuit of the piezoelectric device individually, and to stabilize the electrical characteristics such as the oscillation frequency for reliability. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric device capable of improving the productivity and improving the mass productivity and the yield.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a piezoelectric device includes a rectangular container having a cavity formed on one main surface, a plurality of electrode pads formed on the bottom surface of the cavity, and a pair of electrodes connected to the electrode pads. A piezoelectric vibrator mounting substrate having a piezoelectric vibrator having an excitation electrode formed thereon, a metal lid for sealing the cavity, a rectangular container having a cavity formed on one main surface, and the cavity An oscillation circuit board having an internal wiring formed on the bottom surface and an electronic component connected to the internal wiring and driving the piezoelectric vibrator, and one main surface side of the piezoelectric vibrator mounting board and the oscillation The one main surface side of the circuit board is electrically and mechanically connected to each other, and the metal lid is connected to the ground potential. The container of the piezoelectric vibrator mounting board is a ring-shaped first. Before the board A ring-shaped second substrate having a larger inner periphery than the first substrate and having a narrow width, and the oscillation circuit substrate has a ring-shaped third substrate having a smaller inner periphery and a wider width than the second substrate. The metal lid is surrounded by the second substrate and located between the first substrate and the third substrate.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a piezoelectric device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a side sectional view of a piezoelectric device according to the present invention, FIG. 2 (a) is a side sectional view of only a crystal resonator mounting substrate used in the piezoelectric device, and FIG. 1 (b) is a side view of only an oscillation circuit substrate. 3 is a top view and a bottom view in which the metal lid of the crystal unit is omitted, and FIG. 4 is a top view and a bottom view of an oscillation circuit board used in the piezoelectric device.
In the following description, a crystal oscillator is used as the piezoelectric device, and an example in which a crystal oscillator is used will be described. In addition, the piezoelectric device of the present invention includes other piezoelectric ceramic substrates other than crystal oscillators, piezoelectric vibrators using single crystal piezoelectric substrates, and piezoelectric devices composed of piezoelectric vibrators.
[0017]
A crystal oscillator 1 according to the present invention includes a container-shaped crystal resonator mounting substrate 2 on which a crystal resonator is mainly mounted, a container-shaped oscillation circuit substrate 7 in which an IC chip 8 and an electronic component 9 are accommodated, and a metal lid 6. It is composed of
[0018]
The crystal resonator mounting substrate 2 includes a plate-shaped dielectric substrate 21, a ring-shaped dielectric substrate 22 provided around the dielectric substrate 21, and a ring-shaped dielectric having a larger inner circumference and a narrower width than the dielectric substrate 22. A body substrate 23 is laminated and formed on the outer peripheral portion of the upper surface of the dielectric substrate 22, and a sealing conductor 221 is deposited on the inner peripheral surface of the upper surface of the dielectric substrate 22.
[0019]
Between the laminated dielectric substrate 21 and the dielectric substrates 22 and 23, an internal wiring pattern (not shown) and a via hole conductor that penetrates the ceramic substrate in the thickness direction are formed, and the electrode pad is formed by the internal wiring pattern and the via hole conductor. 24 and 24 are led out via the via-hole conductor 236 to the crystal vibrator lead-out electrodes 232 and 232 formed in the upper part of the opening end face of the crystal vibrator mounting substrate 2 shown in FIG.
[0020]
Further, an oscillation circuit derivation electrode 234 is formed at the corner of the opening end face on the upper surface of the container side wall of the crystal resonator mounting substrate 2 shown in FIG. 3A, and the oscillation circuit derivation electrode 234 is the crystal resonator mounting substrate. 2 are connected to terminal electrodes 26, 26, 26, 26 for surface mounting formed at the four corners of the back surface of 2 via end faces. Reference numeral 233 denotes a ground electrode, which is connected to a sealing conductor 221 formed around the inner periphery of the upper surface of the dielectric substrate 22.
[0021]
The sealing conductor film 221 is formed by depositing a metallized layer such as tungsten or molybdenum, and further, Ni and Au are plated on the surface thereof. Further, the crystal oscillator lead electrodes 232 and 232, and electrode pads 233 and 234 such as a ground electrode are formed by baking a conductive resin paste, and then Ni is formed by plating, and Au plating is further formed on the upper surface. .
[0022]
The quartz resonator 3 includes a strip-shaped quartz substrate 30 cut with a predetermined crystal axis (AT cut), a pair of excitation electrodes 31 and 31 formed on both main surfaces of the quartz substrate 30, and the excitation electrodes 31 and 31. The lead electrode 32 extends to one end of the quartz substrate 30. Such excitation electrodes 31 and extraction electrodes 32 are formed of Au, Ag, Cr, or the like by using a means such as vapor deposition or sputtering by arranging a mask having a predetermined shape on the upper and lower surfaces of the quartz substrate 30.
The metal lid 6 is a metal plate made of, for example, an Fe—Ni alloy (42 alloy), an Fe—Ni—Co alloy (Kovar), or the like, and a brazing material layer is formed at least on the joining surface side. Examples of the layer include Au alloy, Sn, solder, and aluminum alloy. Further, a plating layer such as Ni or Au is formed on the surface where the brazing material layer is not formed. The metal lid 6 is hermetically sealed by injecting nitrogen gas or the like into the cavity 20 or by seam welding together with the sealing conductor film 221 in a vacuum.
[0023]
The oscillation circuit substrate 7 is formed by laminating a dielectric substrate 71 and a dielectric substrate 72 provided around the dielectric substrate 71.
[0024]
An internal wiring pattern 725 is formed between the laminated dielectric substrate 71 and the dielectric substrate 72, and the IC chip 8 and the electronic component element 9 constitute a circuit of the oscillation circuit substrate 7 by the internal wiring pattern 725. Then, a part of the internal wiring pattern is drawn out and connected to electrode pads 722, 723, and 724 formed on the upper surface of the opening of the ring-shaped ceramic layer 72. End face electrodes 727 connected to the plurality of ground electrodes 724 are formed from the dielectric substrate 72 to the dielectric substrate 71.
[0025]
Further, a ground electrode 73 is formed on the entire surface of the oscillation circuit substrate 7 opposite to the opening, and is connected to the ground electrode 723 formed on the upper surface around the container. The electrode pads 722 and 724 and the ground electrode 723 formed in the opening are connected to the crystal oscillator lead electrode 234, the crystal vibrator lead electrode 232, and the electrode pad 233 on the upper surface of the crystal vibrator mounting substrate 2 opening.
[0026]
The IC chip 8 is a circuit component in which a circuit for exciting the crystal unit 3 is integrated. An IC connection electrode (not shown) formed on the bottom surface of the cavity of the oscillation circuit substrate 7 is connected to, for example, an Au bump 7a. Are connected by a method such as flip chip. Specifically, the IC chip 7 is connected by bonding or pasting an Ag paste to be the Au bump 7a by adhesion or ultrasonic waves. Further, as shown in FIG. 1, a thermosetting resin 74 covering the IC chip 8 may be formed, or at least the thermosetting resin 74 is filled between the cavity bottom surface of the ceramic substrate 71 and the IC chip back surface. good. The thermosetting resin 74 is reinforced in terms of the bonding strength between the IC chip 8 and the oscillation circuit substrate 7 by heat curing. As the thermosetting resin 74, for example, an epoxy resin is used.
[0027]
Further, the quartz crystal resonator mounting substrate 2 and the oscillation circuit substrate 7 are arranged so that the openings face each other, and are connected by using a conductive resin paste that is cured to become a conductive adhesive member. The transducer lead-out electrodes 232 and 232 and the electrode pads 722 and 722, and further the electrode pads 233 and 234 and the electrode pads 723 and 724 are arranged to correspond to each other, and are connected to each other.
[0028]
In this way, the crystal oscillator mounting substrate 2 and the oscillation circuit substrate 7 are connected to the shielded containers to form a crystal oscillator, thereby achieving a crystal oscillator with improved shielding effect.
[0029]
As another example, as shown in FIG. 5, a ground electrode 125 is formed on the entire surface opposite to the cavity 120 of the crystal resonator mounting substrate 2, while the cavity of the oscillation circuit substrate container 17 Electrode pads 176 may be formed on the opposite surface, and the upper and lower main surfaces may be oppositely positioned relative to the example shown in FIGS.
The electrical / mechanical connection between the crystal oscillator mounting substrate 2 and the open end face of the oscillation circuit substrate 7 is performed by a conductive resin paste (not shown) that is cured to become a conductive adhesive member.
[0030]
The above-described crystal oscillator 1 is manufactured as follows.
First, a strip-shaped quartz substrate 3 is prepared. Next, the excitation electrodes 31 are formed on both main surfaces of the quartz substrate 30, and the extraction electrodes 32 led out from the excitation electrode 31 are formed on both surfaces of the quartz substrate 30, thereby producing the quartz crystal resonator 3.
[0031]
Next, a crystal resonator mounting substrate 2 is prepared in which a cavity 20 is formed on one main surface, and a pair of electrode pads 24 and 24 are formed by plating on the bottom surface, that is, one main surface of the dielectric substrate 21. In the crystal resonator container, dielectric substrates 22 and 23 are laminated on one main surface of the dielectric substrate 21, and a sealing conductor film 221 is formed on the inner peripheral upper surface of the dielectric substrate 22. The other dielectric substrate 23 has electrode pads 232, 233, 234 and the like formed on the upper surface.
[0032]
Next, for example, a conductive resin paste that hardens to become the conductive adhesive member 4 is supplied and applied to the electrode pads 24 and 24 with a dispenser or the like. At this time, the supplied conductive resin paste has a generally hemispherical shape.
[0033]
Then, it is placed on the conductive resin paste so that the extraction electrodes 32, 32 of the crystal unit 3 are in contact with each other. Next, the conductive resin paste is cured, and the ceramic package 2 and the crystal unit 3 are cured by heat to be bonded and fixed.
[0034]
Next, the frequency of the crystal unit 3 is adjusted. Specifically, electrode pads for oscillation frequency measurement (not shown) are formed on the electrode pads 232 and 232 formed on the opening end face of the crystal resonator mounting substrate 2, and a power supply voltage, ground and frequency measurement probe is formed. The oscillation frequency is adjusted by increasing or decreasing the mass of the excitation electrode by Ag vapor deposition or ion gun on the excitation electrode of the crystal resonator 3 in a state where the crystal resonator 3 is oscillated.
Next, the metal lid 6 is placed on the sealing conductor film 221 in a predetermined atmosphere such as N2 or He so that the joint surface faces downward, and both are sealed by seam welding.
Next, the IC chip 8 is mounted on one main surface of the oscillation circuit board 7. Specifically, Au bumps (not shown) formed on the IC chip 8 and electrode pads (not shown) formed on the main surface of the ceramic substrate 71 are first positioned and placed at corresponding positions. Thereafter, the IC chips 8 are bonded to each other by bonding with Ag paste or fusion with ultrasonic waves.
Next, an epoxy thermosetting resin 74 is filled so as to cover the IC chip 8 and is heated and cured.
[0035]
Finally, the crystal resonator mounting substrate 2 and the oscillation circuit substrate 7 are disposed so that the respective openings face each other, and the electrode pads 232 and 232, the electrode pads 722 and 722, the electrode pads 233 and 234, and the electrode pads 723 and 724 correspond to each other. The quartz crystal resonator mounting substrate 2 and the oscillation circuit substrate 7 are connected and heated using a conductive resin paste or the like that is cured to become a conductive adhesive member in a state of being positioned at the position where the substrate is positioned.
[0036]
【The invention's effect】
According to the configuration of the present invention, the cavity-side opening of each container of the piezoelectric mounting substrate and the oscillation circuit substrate is connected to face each other, so that the piezoelectric vibrator mounting substrate and the oscillation circuit substrate are mounted between the piezoelectric vibrator mounting substrate and the oscillation circuit substrate. Since the metal lid for hermetically sealing the piezoelectric vibrator is interposed and the metal lid is connected to the ground potential, the electronic component for driving the piezoelectric vibrator and the piezoelectric vibrator Will be shielded. Accordingly, it is possible to prevent electromagnetic waves generated from electronic components that drive the piezoelectric vibrator with a simple configuration from interfering with the piezoelectric vibrator, and it is possible to provide a piezoelectric device with increased reliability.
[0037]
Further, in the present invention, since the cavity side openings of the containers are connected to face each other, the boundary between the cavities can be made a structure in which no exposed electrode is arranged because of a metal lid that is a shield electrode, and thus, stray capacitance is generated. I don't have to.
[0038]
The first connection electrode connected from the electrode pad is exposed on the upper surface of the side wall of the container of the piezoelectric vibrator mounting substrate, and the second connection is connected to the upper surface of the side wall of the container of the oscillation circuit substrate from the internal wiring. An electrode is formed, and the piezoelectric vibrator mounting substrate and the oscillation circuit substrate are connected to each other by adopting a configuration in which the first connection electrode and the second connection electrode are brought into contact with each other. Electrical / mechanical connection and shielding effect can be achieved at the same time by simply connecting the openings on the container cavity side of the substrate and the oscillation circuit substrate so as to face each other, increasing mass productivity and improving yield. .
[0039]
Furthermore, in the present invention, since the cavity side openings of the respective containers are connected to face each other, when a piezoelectric device is mounted on the main substrate, the surface thereof is susceptible to electromagnetic influence from the outside. Then, since the surface of the main board on which the piezoelectric device is mounted is always covered with the ground electrode, the metal lid is connected to the ground potential to prevent electromagnetic interference from the internal electronic components and Electrical interference from the outside can be shielded by the ground electrode, and a highly reliable piezoelectric device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a piezoelectric device of the present invention.
2A is a side cross-sectional view of only a crystal resonator mounting substrate used in a piezoelectric device, and FIG. 2B is a side view of only a transmission circuit substrate.
3A is a top view in which a lid of a crystal resonator used in the piezoelectric device of the present invention is omitted, and FIG. 3B is a bottom view of the crystal resonator used in the piezoelectric device of the present invention. .
4A is a top view of an oscillation circuit board used in the piezoelectric device of the present invention, and FIG. 4B is a bottom view of the oscillation circuit board used in the piezoelectric device of the present invention.
FIG. 5 is a side sectional view showing another example of the piezoelectric device of the present invention.
FIG. 6 is an exploded side sectional view of a conventional piezoelectric device.
FIG. 7 is a top view in which a lid of a conventional piezoelectric device is omitted.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Crystal oscillator 2 ... Crystal resonator mounting substrate 20 ... Cavity 21 ... Dielectric substrate 221 ... Sealing conductor film 24 ... External terminal electrode 3 ... Crystal resonator 30 ... Quartz substrate 4 ... Conductive adhesive member 6 ... Metal lid 7 ... Oscillation circuit board 73 ... Earth electrode 8 ... IC chip

Claims (2)

一方主面にキャビティを形成してなる矩形状の容器と、前記キャビティ底面に形成した複数の電極パッドと、該電極パッドに接続する一対の励振電極が形成された圧電振動子と、前記キャビティを封止する金属製蓋体とを有した圧電振動子搭載基板と、
一方主面にキャビティを形成してなる矩形状の容器と、前記キャビティ底面に形成した内部配線と、該内部配線に接続し、かつ前記圧電振動子を駆動させる電子部品とを有した発振回路基板とからなり、
前記圧電振動子搭載基板の一方主面側と前記発振回路基板の一方主面側を互いに電気的、かつ機械的に接続すると共に、前記金属製蓋体をアース電位に接続させており、
前記圧電振動子搭載基板の前記容器が、リング状の第1の基板と、前記第1の基板より内周が大きく幅の狭いリング状の第2の基板とを含んでいるとともに、
前記発振回路基板が、前記第2の基板より内周が小さく幅の広いリング状の第3の基板を含んでおり、
前記金属製蓋体が、前記第2の基板によって囲まれているとともに、前記第1の基板と前記第3の基板の間に位置していることを特徴とする圧電デバイス。
On the other hand, a rectangular container having a cavity formed on the main surface, a plurality of electrode pads formed on the bottom surface of the cavity, a piezoelectric vibrator having a pair of excitation electrodes connected to the electrode pads, and the cavity A piezoelectric vibrator mounting substrate having a metal lid for sealing;
On the other hand, an oscillation circuit board having a rectangular container having a cavity formed on the main surface, an internal wiring formed on the bottom surface of the cavity, and an electronic component connected to the internal wiring and driving the piezoelectric vibrator And consist of
Electrically connecting one main surface side of the piezoelectric vibrator mounting substrate and one main surface side of the oscillation circuit substrate to each other electrically and mechanically, and connecting the metal lid to a ground potential ;
The container of the piezoelectric vibrator mounting substrate includes a ring-shaped first substrate and a ring-shaped second substrate having a larger inner circumference than the first substrate and having a narrow width,
The oscillation circuit board includes a ring-shaped third substrate having a smaller inner circumference and a wider width than the second substrate;
The piezoelectric device is characterized in that the metal lid is surrounded by the second substrate and located between the first substrate and the third substrate .
前記金属製蓋体が、前記第1の基板に接合されていることを特徴とする請求項1記載の圧電デバイス。The piezoelectric device according to claim 1, wherein the metal lid is bonded to the first substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010153966A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Surface mount crystal oscillator
WO2018097132A1 (en) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社大真空 Piezoelectric vibration device and sip module including same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0648215U (en) * 1992-11-27 1994-06-28 京セラ株式会社 Surface mount crystal oscillator
JPH11308052A (en) * 1998-04-17 1999-11-05 Toyo Commun Equip Co Ltd Structure of oscillator
JP2000138533A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Kyocera Corp Quartz oscillator
JP2001177347A (en) * 1999-12-16 2001-06-29 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Crystal oscillator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0648215U (en) * 1992-11-27 1994-06-28 京セラ株式会社 Surface mount crystal oscillator
JPH11308052A (en) * 1998-04-17 1999-11-05 Toyo Commun Equip Co Ltd Structure of oscillator
JP2000138533A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Kyocera Corp Quartz oscillator
JP2001177347A (en) * 1999-12-16 2001-06-29 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Crystal oscillator

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